Migration cellulaire

1.4.3.1 Ang-1 et la migration des CE

Ang-1 stimule la migration des CE 86, 87, 88 et cela nécessite Tie-2 comme le montrent les expériences faites sur des souris déficientes en Tie-2 89. Les voies de signalisation par lesquelles Ang-1 stimule la migration endothéliale impliquent à la fois PI3K et la protéine adaptatrice Dok- R. Après l’activation de Tie-2, Dok-R est recruté sur le récepteur et devient phosphorylé en créant des sites d’interaction pour la kinase activatrice Nck et Pak1 90. Le recrutement de Dok-

R sur Tie-2 activé est essentiel pour la migration 90. Cette liaison à Tie-2 nécessite à la fois des domaines de liaison phosphotyrosine (DPT domain) et des domaines homologue de la pleckstrine (PH domain) de l’adaptateur, le DPT interagissant avec Y1108 _{phosphorylée sur Tie-}

2 et le domaine DP étant impliqué dans la localisation de la membrane PI3K-dépendante 89. La protéine adaptatrice ShcA est également recrutée par Tie-2 après une stimulation d’Ang-1 et semble jouer un rôle dans la migration et l’organisation 91. L’augmentation de la motilité endothéliale en réponse à Ang-1 implique également les GTPase RhoA et Rac1 comme indiqué par leur activation en réponse à l’Ang-1 ainsi que la capacité des formes dominantes négatives des GTPases à supprimer la capacité des CEs à se déplacer, lors d’une stimulation par Ang-1 88,

92_.

Notre laboratoire a élucidé un des mécanismes favorisant la migration collective et directionnelle. L’Ang-1 induit la formation d’un complexe formé de protéine kinase C atypique (PKCz) et b-caténine aux JA ainsi qu’au front de migration des CEs. Ce complexe rassemble les protéines Par3, Par6 et des protéines de JA au front de migration ce qui induit la migration cellulaire dirigée et active localement Rac1 en réponse à l’Ang-1. En effet, la VE-cadhérine permet de maintenir via ses attachements intercellulaires, une migration collective. Cela suggère que la VE-cadhérine peut agir en tant qu’échafaud au front de migration pour le complexe de polarité et que les protéines de polarité et de JA agissent de façon coopérative lors de la migration collective. Nos résultats ont montré que lors de la migration collective, Ang-1 active Rac1 qui est un effecteur de PKCz. D’autres GTPases que Rho seraient cependant activées lors de migration unicellulaire après une stimulation par Ang-1 93.

1.4.3.2 Migration collective

Le développement d’organismes multicellulaires implique des mouvements morphogénétiques, dans lesquels de grands groupes de cellules migrent de manière coordonnée pour contribuer à la formation des tissus et des organes 94, 95. La migration collective se produit également chez l’adulte pendant la cicatrisation, le renouvellement tissulaire, l’angiogenèse et a été impliquée dans la propagation de la tumeur 96. Lors de la migration collective, plusieurs cellules migrent dans la même direction à une vitesse similaire. De plus, ces cellules coordonnent leur réponse à l’environnement, assurant que les cellules qui seraient autrement immobiles ou qui migreraient dans une direction différente suivent le mouvement global. Ainsi, la principale caractéristique d’un groupe de cellules migrant collectivement est qu’il migre plus efficacement que si les cellules étaient isolées. Bien que les cellules individuelles aient une vitesse instantanée plus élevée, elles subissent une migration moins persistante, changent rapidement et fréquemment de direction. Un tel comportement collectif implique une diaphonie physique ou chimique entre des cellules migrantes individuelles.

In vivo, la migration collective est fréquemment favorisée par des facteurs solubles tels que les chimiokines ou les facteurs de croissance. Par exemple, la migration collective des CEs est essentiellement induite par VEGF, mais peut également être soutenue par Ang-1 et d’autres cytokines, ainsi que par le NO qui initie la migration directionnelle des cellules-pionnières et la formation des vaisseaux sanguins. Les cellules dirigeantes sont essentielles dans la détection des facteurs solubles environnementaux pour favoriser la chimiotaxie de l’ensemble du groupe de cellules migrantes.

Les facteurs solubles favorisent le comportement collectif des cellules de deux manières différentes. Premièrement, la signalisation à travers des récepteurs de facteurs de croissance ou

des chimiokines comme la signalisation par des intégrines, induit une polarisation et des protrusions cellulaires. La signalisation par des facteurs de croissance ou des récepteurs de chimiokines se produit fréquemment par le recrutement polarisé et l’action d’une boucle de rétroaction positive PI3K et Rac conduisant à des réarrangements d’actine et à une protrusion membranaire. De plus, certaine intégrine s’associent aux récepteurs de la tyrosine kinase ou aux récepteurs couplés aux protéines G pour activer les voies de signalisation nécessaires à l’invasion tumorale 97. Le VEGF affecte la signalisation de l’intégrine en régulant l’expression de l’intégrine ou la phosphorylation de FAK 98, 99_{. Cette interaction entre l’intégrine et les}

récepteurs chimiotactiques est mise en évidence par le fait que la chimiotaxie collective nécessite une adhérence des cellules à la MEC. Deuxièmement, les facteurs chimiotactiques induisent une signalisation intracellulaire qui contrôle en fin de compte l’expression des gènes et définit les caractéristiques des cellules au front. La cellule la plus sensible à ces facteurs de croissance devient le leader de son groupe.

1.4.3.3 Rôle et dynamique des jonctions adhérentes dans la migration collective

Lorsque des cellules migrent, celles au front sont reliées entre elles par des structures adhésives, y compris des JA, pour former une ligne de front. Les cadhérines sont les principales composantes transmembranaires des JA. Elles interagissent avec les réseaux d’actine et de microtubules et les contrôlent via des caténines telles que p120, a-et b-caténine. En raison de leur association étroite avec le cytosquelette d’actine, les JA sont essentielles au maintien de l’intégrité du groupe cellulaire migrant.

Des JA induites par les cadhérines sont requises pour la chimiotaxie cellulaire, suggérant qu’aucune cellule individuelle, même une cellule-pionnière, ne peut interpréter le gradient

chimiotactique sans interagir avec ses voisines. Plusieurs études ont montré une relation antagoniste entre les jonctions composées de cadhérines et l’adhérence des CEs à la MEC via les intégrines 100, 101_{. Des contacts induits par des cadhérines sont nécessaires pour la polarisation}

des cellules et pour le mouvement dirigé. En fait, la distribution anisotrope des JA est suffisante pour favoriser la polarisation cellulaire 101. En l’absence de JA, les intégrines interagissent de manière constitutive avec la MEC le long de la périphérie cellulaire 102. Lors des bourgeonnements vasculaires, seules une ou deux cellules de tête dirigent le mouvement, et leurs contacts cellule-cellule sont pour la plupart situés à l’arrière. Ces contacts limités contribuent à la polarisation cellulaire en limitant la formation de protrusion et en favorisant la contractilité cellulaire à l’arrière de la cellule par l’intermédiaire de l’inhibition de la locomotion par contact.

Le maintien et le contrôle dynamique des contacts cellule-cellule sont cruciaux pour éviter des changements trop fréquents de direction et pour préserver la cohésion des leaders migrants. Les JA subissent un flux rétrograde continu dirigé par l’actomyosine le long des côtés latéraux des cellules migrantes adjacentes dans les essais de cicatrisation des plaies 103. La cadhérine est principalement intériorisée à l’arrière de la cellule puis recyclé au front de migration où elle s’accumule avant d’être incorporé dans la formation des JA lors des contacts latéraux cellule- cellule 103. Cette dynamique rend les contacts intercellulaires très malléables, tout en maintenant la résistance mécanique des jonctions d’ancrage entre les cellules adjacentes pendant la migration. Les JA situés entre les leaders sont connectés à des câbles d’actine épais et affichent une morphologie étirée, indiquant que les forces importantes sont exercées entre les cellules adjacentes 103. Le complexe de cadhérine qui est étroitement associé au cytosquelette par l’intermédiaire d’adaptateurs de caténine, peut synchroniser la dynamique du flux d’actine

rétrograde dans les cellules au front migratoire. L’interaction induite par la JA entre les câbles d’actine contractile des cellules adjacentes peut également participer à la formation d’un câble actomyosine reliant latéralement toutes les cellules de la plaie.